ما هي طرق التحكم في العمليات الصناعية

تعتمد أنواع الخوادم المستخدمة في أنظمة التحكم في الآلات على نوع التطبيق ومتطلبات النظام. ومن بين الأنواع الشائعة:

1- خادم PLC: يستخدم هذا النوع من الخوادم في التحكم في العمليات الصناعية والإنتاجية باستخدام أجهزة التحكم المنطقية القابلة للبرمجة (PLC).

2- خادم SCADA: يعمل خادم SCADA على جمع البيانات من أنظمة التحكم المختلفة وعرضها وتحليلها وإدارتها. ويستخدم هذا النوع من الخوادم في تحسين كفاءة العمليات الصناعية واتخاذ القرارات الأمثل.

3- خادم CNC: تستخدم بعض الصناعات المتقدمة خوادم CNC لإدارة عمليات التصنيع باستخدام أجهزة التحكم الرقمية بالحاسوب (CNC).

4- خادم DCS: يستخدم خادم DCS في التحكم في العمليات الصناعية والإنتاجية وإدارتها باستخدام أجهزة التحكم الموزعة (DCS).

5- خادم HMI: يستخدم خادم HMI في العرض البشري لنظم التحكم في الآلات والتفاعل معها باستخدام واجهات المستخدم الرسومية (HMI).

تتنوع الدوائر الكهربائية المستخدمة في أنظمة وحدات التحكم الصناعي بحسب النوع والمجال الصناعي المستخدم فيه النظام. ومن بين الدوائر الشائعة التي قد تستخدم في هذه الأنظمة:

1- دائرة التحكم الكهربائية: وهي الدائرة التي تستخدم لتحديد عمليات تشغيل وإيقاف المعدات والأجهزة في النظام الصناعي وذلك باستخدام المفاتيح والمؤشرات والحساسات الخاصة بالنظام.

2- دائرة الحماية: وهي الدائرة التي تتحكم في توزيع الطاقة الكهربائية وتمنع الأضرار المحتملة من خلال استخدام الكثير من أنواع الحماية مثل الفصل الذاتي والعواكس والمفاتيح والمفاتيح الغاطسة.

3- دائرة القوة: وهي الدائرة التي تسيطر على تشغيل وإيقاف المحركات والمضخات والصمامات وغيرها من المعدات وتنظم القوة والتدفق في المحركات والأجهزة الأخرى.

4- دائرة الإشارة: وهي الدائرة التي تعمل على جمع البيانات والمعلومات وتحويلها إلى ثلاث عوامل رئيسية هي المستوى والتدفق والاتجاه بما يمكن التحكم في العمليات الصناعية.

5- دائرة التحكم الآلي: وهي الدائرة التي تعمل على تنظيم أداء المعدات والآلات والمحركات وذلك باستخدام متحكمات برمجية مثل المتحكمات المنطقية القابلة للبرمجة (PLC) والمتحكمات المتقدمة.

يستخدم الليزر في الأنظمة الكهربائية بشكل عام في عدة تطبيقات منها:

1. القياسات البصرية: يمكن استخدام الليزر في قياس الجهد والتيار والتردد والتسارع والاهتزازات في الأنظمة الكهربائية.

2. التحكم في العمليات الصناعية: يمكن استخدام الليزر في التحكم في العمليات الصناعية مثل قطع الصلب واللحام والتشكيل وتشكيل البلاستيك.

3. الاتصالات الضوئية: يمكن استخدام الليزر في الاتصالات الضوئية لنقل البيانات عبر الألياف البصرية.

4. الكشف عن الأخطاء في الأنظمة الكهربائية: يمكن استخدام الليزر في الكشف عن الأخطاء في الأنظمة الكهربائية مثل الخلل في الأسلاك والكابلات والمكونات الإلكترونية.

5. التصوير الحراري: يمكن استخدام الليزر في التصوير الحراري لرصد درجات الحرارة في الأنظمة الكهربائية والكشف عن الأخطاء المحتملة.

تعد الدوائر الكهربائية جزءًا حيويًا من أنظمة الإنتاج الصناعي، حيث تستخدم لمراقبة وتحكم في العمليات الصناعية المختلفة. وتتضمن أنظمة الدوائر الكهربائية مجموعة من الأجزاء المكونة لها، مثل الحساسات والمفاتيح والمحركات والمؤشرات والأغلفة الكهربائية وغيرها من الأدوات الهامة الأخرى.

وتهدف أنظمة الدوائر الكهربائية في الإنتاج الصناعي إلى تحقيق الأهداف التالية:

1- التحكم في العمليات الصناعية: حيث يتم استخدام الدوائر الكهربائية للتحكم في عمليات الإنتاج، مثل التشغيل والإيقاف والتشغيل التلقائي والإشارة إلى الأخطاء.

2- الأمان والحماية: حيث تساعد الدوائر الكهربائية على توفير الحماية والأمان للمعدات والعمال في بيئة الإنتاج الصناعي.

3- تحديد وحل المشاكل والأعطال: حيث تتيح الدوائر الكهربائية إمكانية تحديد وتشخيص المشاكل والأعطال في أنظمة الإنتاج الصناعي وإصلاحها بشكل فعال وسريع.

4- تحسين كفاءة العملية الصناعية: حيث تساعد الدوائر الكهربائية على تحسين كفاءة العملية الصناعية وتقليل التكاليف المرتبطة بها.

تقنية برمجة PLC هي عبارة عن برمجة المتحكم القابل للبرمجة (PLC) وهو جهاز إلكتروني يستخدم في التحكم والتشغيل الآلي في المصانع والمنشآت الصناعية. تعتمد تقنية برمجة PLC على لغات برمجة خاصة مثل Ladder logic و Function block وStructured text و Instruction list و Sequential function chart وغيرها لكتابة البرامج التي تتحكم في عمل المتحكم القابل للبرمجة وتتعامل مع الإدخالات والمخرجات الخاصة به. تستخدم تقنية برمجة PLC بشكل واسع في العديد من الصناعات مثل الطاقة والكيمياء والغذاء والسيارات والتحكم في المباني وتطبيقات التحكم في العمليات الصناعية الأخرى.

تكنولوجيا التحكم في جودة البوليمرات هي عملية تتضمن استخدام أدوات وتقنيات مختلفة لتحليل وقياس خواص البوليمرات أثناء الإنتاج وقبل تسليمها للعملاء. وتشمل هذه التقنيات:

– التحليل الحراري: يتم استخدام الحرارة لتحليل خصائص البوليمرات مثل النقطة الانصهار والتوصيلية الحرارية.

– التحليل الطيفي: يشمل التحليل الطيفي باستخدام الأشعة فوق البنفسجية والأشعة تحت الحمراء لتحديد خصائص الجزيئات وهيكل البوليمر.

– الكروماتوغرافيا: تشمل طرق التفاعل الكيميائي وتقنية الاستشراف الكيميائي من أجل تحليل العناصر وقياس تركيزها في البوليمر.

– اختبار الأداء: يشمل اختبار القوة، اختبار الصلابة، اختبار الإجهاد واختبار المقاومة للتآكل.

– التحكم في العمليات الصناعية: تشمل مراقبة ومعايرة معدات الإنتاج والتحكم في عوامل الإنتاج مثل درجة الحرارة والضغط ومعدل التدفق لتحسين جودة البوليمرات.

يمكن استخدام نموذج التسلسل الزمني في العديد من المجالات، بما في ذلك:

1. التنبؤ بالأحداث المستقبلية في مختلف المجالات مثل التنبؤ بالطقس أو الأسعار.

2. تحليل السلوك الزمني للبيانات في مختلف المجالات مثل الاقتصاد والتمويل والإحصاءات الطبية.

3. التحكم في العمليات الصناعية وإدارة المشاريع.

4. تحليل السلوك الزمني للإنتاج وتوقع الاستهلاك في مختلف الصناعات مثل الصناعات الكيميائية والعلوم المادية.

5. تحليل المعلومات البيئية والتنبؤ بنقص الموارد المائية والزراعية.

6. تحليل الأنظمة الحاسوبية وقياس أدائها.

يتمثل دور التحكم الآلي في الربط بين المعدات والآلات المختلفة هو إنشاء نظام تحكم متكامل يتم من خلاله التحكم في عملية التصنيع أو الإنتاج بطريقة تلقائية وذات كفاءة عالية، حيث يتم تنظيم سير العملية بواسطة الحساسات والمستشعرات والروبوتات والآليات الأخرى.

ويعتمد هذا النظام على برمجة حاسوبية تضمن القيام بالمهام المطلوبة بشكل دقيق وآمن، حيث يعد هذا النظام أحدث التقنيات في مجال التحكم الآلي ويساعد في زيادة سرعة عملية الإنتاج وتحسين الجودة وتقليل تكلفة الإنتاج. كما أنه يمكنه التحكم في العمليات الصناعية وتنظيمها ومراقبتها، ومنع حدوث أي أخطاء أو عطل تؤثر على سير العملية.

تطبيقات الفيزياء الكيميائية في صناعة الدواء تشمل:

1- دراسة التفاعلات الكيميائية والتحليل الكيميائي: حيث يقوم المهندس الكيميائي بتحليل ودراسة التفاعلات التي تحدث في العمليات الصناعية لإنتاج الأدوية.

2- التحكم في العمليات الصناعية: يوجد العديد من العمليات الصناعية التي تتطلب تحكم دقيق، مثل التحكم في درجات الحرارة والضغط وغيرها.

3- تحديد خواص المواد: يستخدم المهندسون الكيميائيون التقنيات الفيزيائية لقياس خصائص المواد المستخدمة في صناعة الأدوية، مثل الوزن الجزيئي والحجم والشحنة الكهربائية والموصلية الحرارية.

4- تحديد وضعية الجزيئات: يستخدم المهندسون الكيميائيون التقنيات الفيزيائية لدراسة وتحديد وضعية الجزيئات في المواد الصلبة والسائلة والغازية.

5- تحسين جودة الأدوية: باستخدام تقنيات الفيزياء الكيميائية يمكن تحسين جودة الأدوية وزيادة فاعليتها، كما يمكن الكشف عن العوامل التي تؤثر على الجودة وتحسينها.

تستخدم الهندسة الصناعية الكهربائية عدة أنظمة إلكترونية في الصناعة، منها:

1- نظام التحكم المنطقي المبرمج PLC (Programmable Logic Controller): وهو نظام يستخدم في تحكم ومراقبة الآلات والمعدات الصناعية والعمليات الإنتاجية.

2- نظام الإدارة الآلية للمخازن ASRS (Automated Storage and Retrieval System): وهو نظام يستخدم في تخزين وجلب المواد والمنتجات بشكل آلي دون الحاجة لتدخل بشري.

3- نظام الرؤية الآلية AVS (Automated Vision System): وهو نظام يستخدم في الكشف والتحقق من الأجزاء والمنتجات الصناعية وفحصها بواسطة التصوير الرقمي.

4- نظام التحكم في الحركة الماكينية CNC (Computer Numerical Control): وهو نظام يستخدم في تحكم الحركة والقطع والتشكيل على الماكينات الصناعية بواسطة الحاسوب.

5- نظام التحكم في العمليات الصناعية DCS (Distributed Control System): وهو نظام يستخدم في تحكم ومراقبة العمليات الصناعية بشكل موزع على عدة معدات ومواقع في المصنع.